城市化对紫茎泽兰生长及化学防御的影响

化学防御在入侵植物的生长和扩散中具有重要意义,为分析城市化对紫茎泽兰(Ageratina adenophora)生长和化学防御的影响,以及探讨紫茎泽兰在城市生境中的适应机制,为其防治提供理论依据,在昆明市农村和城市地区各选4个生境,测定紫茎泽兰生长和化学防御相关指标。城市紫茎泽兰生物量较高,化学防御物质含量较低,农村紫茎泽兰生物量较低,化学防御物质含量较高;紫茎泽兰表现出对城市生境较好的适应;城乡生境间紫茎泽兰的生物量等生长特征出现了显著变异,城市生境中的变异系数大于农村。主成分分析表明,城乡生境间植株生长与防御性状出现分化,与第一主成分相关性最高的是生长性状,与第二主成分相关性最高的是防御性状。相对于农村,城市中的紫茎泽兰生物量增加,但化学防御物质投入降低,而农村中的紫茎泽兰则降低生物量,加大化学防御,城乡紫茎泽兰在生长和化学防御方面具有不同的权衡,城市化对紫茎泽兰的生长与化学防御物质产生较大的影响,城乡之间紫茎泽兰具有不同的防御策略。

红火蚁蚁巢嗜蚁土蝽虫体成分及其化学防御成分鉴定

红火蚁Solenopsis invicta Buren对入侵其蚁巢的其他昆虫具有强烈的攻击性,然而时常发现嗜蚁土蝽Macroscytus sp.成虫在红火蚁蚁巢内活动。为了明确嗜蚁土蝽成功“寄生”红火蚁蚁巢的化学机制,本研究利用GC-MS技术分析嗜蚁土蝽的表皮挥发性成分,并选取tridecane等4种主要成分对红火蚁工蚁进行触杀和熏蒸毒力测定。结果表明嗜蚁土蝽虫体挥发物共有10种化合物,包括3种醛类、3种酯类、3种正构烷烃和1种醇类,其中tridecane和(E)-2-decenyl acetate是主要成分,其相对含量为54.12%和19.32%。土蝽挥发性成分中(E)-2-decenal和(E)-2-decenyl acetate对红火蚁工蚁具有较强的触杀毒力,仅(E)-2-decenal对红火蚁表现出一定的熏蒸效果。本研究证实了嗜蚁土蝽虫体挥发性成分对红火蚁具有较强的化学防御能力,可能是其能成功寄生在红火蚁巢内的原因之一。

油松对赤松毛虫的诱导化学防御

对受赤松毛虫为害与未受害油松的二年生针叶及用这两种油松的完整针叶饲养的赤松毛虫幼虫生长发育情况进行了测定分析，发现植株受害后针叶异亮氨酸酪氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、含量增加，氨基酸总量及多数游离氨基酸含量下降；水溶性总糖、粗脂肪、单宁、生物碱含量及总糖／氨基酸比例上升；脂肪酸、酚类、萜烯、矿质元素均有较大幅度变化，用受害后油松针叶饲养的幼虫摄食量减少３３５％，死亡率升高１０％，产卵量减少。

油松对赤松毛虫的诱导化学防御及滞后诱导抗性

对当年受赤松毛虫危害和未受危害的油松新长出的一年生针叶化学成份以及用其饲养的赤松毛虫的发育情况进行了测定分析，结果发现受害油松新长出的一年生针叶化学成份仍有较大幅度的变化，主要表现在氨基酸总量及多数游离氨基酸含量下降；水溶性总糖、粗脂肪、生物碱含量及总糖／ 氨基酸比例上升；脂肪酸、单宁、酚类化合物均有较大幅度的减少；用其饲养的赤松毛虫幼虫体重减轻、死亡率比对照高１９－２ ％ 。油松对赤松毛虫的滞后诱导抗性至少在半年以上。

红松的化学防御及冷杉梢斑螟和赤松梢斑螟的生存策略

为了探讨冷杉梢斑螟和赤松梢斑螟幼虫的生存策略差异及与寄主红松化学防御的相互关系,研究1,3,5龄冷杉梢斑螟、赤松梢斑螟幼虫中肠解毒酶、保护酶的活性,同时分析相应生长发育期红松健康、受害球果及主梢内多种防御酶的活性。结果表明:健康红松球果及主梢中多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性变化与其生长发育时期有关。梢斑螟幼虫的取食可诱导红松球果及主梢内5种防御酶活性显著提高,寄主不同部位防御酶的活性变化与该龄期幼虫取食有关。不同生存策略的2种梢斑螟幼虫体内解毒酶、保护酶活性有差异。冷杉梢斑螟幼虫专食红松球果,其体内谷胱甘肽S-转移酶(GST)、羧酸酯酶(CarE)、多功能氧化酶(MFO)显著高于果梢间转移为害的赤松梢斑螟。超氧化物歧化酶(SOD)和几丁质酶(CT)的活性与梢斑螟幼虫是否转移为害无相关性。赤松梢斑螟幼虫体内酚氧化酶(PO)和过氧化物酶(POD)活性高于冷杉梢斑螟,表明这2种活性较高的保护酶,能够降低其在转移为害过程中面临的死亡威胁。冷杉梢斑螟幼虫主要通过生理解毒,而赤松梢斑螟则以生理解毒和改变取食范围相结合的方式,适应寄主植物的化学防御。植物化学在2种害虫的生存演化中起着重要作用。

软珊瑚(Sinularia flexibilis)和柳珊瑚(Plexaura homomalla)化学防御物质研究进展

软珊瑚(Sinularia flexibilis)和柳珊瑚(Plexaura homomalla)属于海洋低等无脊椎动物,虽然这些动物自身缺乏有效的物理防御手段,却能在竞争激烈的海洋环境中生存与繁衍,这主要是依靠其次级代谢产物的化学防御作用。这些次级代谢产物聚积在体内或释放到环境中,作用主要体现在抵御捕食者、抗病原微生物、克生与防附着等方面。珊瑚化学防御物质的研究有助于探讨珊瑚与其环境中其它生物的化学生态关系,属于海洋化学生态学研究的重要内容之一,其研究方法和思路对海洋活性天然产物乃至海洋新药先导化合物的发现,具有重要的启迪作用。综述了软珊瑚和柳珊瑚化学防御物质的研究进展,并阐释了软珊瑚和柳珊瑚中具有拒捕食、克生、防生物附着等生物活性的次级代谢产物的结构及其化学防御作用。

芦荟属植物叶内蒽醌类物质的分布与其化学防御的关系

芦荟属植物是一类生长在干旱或半干旱沙漠环境中的肉质植物 .木立芦荟和海莱芦荟的肉质叶的植物化学研究结果表明 ,叶内含高浓度的芦荟素、高那特芦荟素、芦荟苦素和芦荟宁等蒽醌类物质 .其中 ,海莱芦荟整叶的蒽醌类物质总含量占其泌出物干重的 4 4 .89% .两种芦荟叶内蒽醌类物质的分布有共同的规律 ,即幼叶的含量高于老叶 ;叶上部的含量高于中、基部 ;叶缘则高于叶的中央 .但由于木立芦荟和海莱芦荟的个体形态不同 ,蒽醌类物质的分布在种间还存在各自的特点 .根据实验结果推测 。

海绵及其共附生微生物的活性物质与化学防御

海绵及其共附生微生物具有多种化学防御途径,具体表现在能够抵御潜在病原微生物、抗鱼类捕食、阻止污浊生物和降解表面活性剂等方面,这可能与海绵及其共附生微生物产生的活性物质有关。本文对海绵及其共附生微生物的化学防御进行讨论,希望对相关机制的揭示有所帮助。

飞机草入侵种群和原产地种群生长和数量型化学防御物质含量差异的比较研究

增强竞争能力的进化假说认为,在入侵地外来植物逃离了原产地天敌的控制,把原来用于防御的资源分配到生长、生殖等,从而提高竞争力。为探讨进化在恶性外来入侵植物飞机草(Chromolaena odorata)入侵中的作用,在同质种植园中的两个养分条件下比较研究了飞机草原产地和入侵地各8个种群叶片单宁含量,茎和叶片总酚、半纤维素和纤维素含量以及总生物量的差异。结果表明,在两个养分条件下,飞机草入侵种群和原产地种群总生物量差异均不显著,入侵种群茎和叶片半纤维素含量均低于原产地种群;在高养分条件下,飞机草入侵种群叶片纤维素含量低于原产地种群;在低养分条件下,入侵种群茎和叶片总酚含量高于原产地种群。由此,我们得出结论:在入侵地,飞机草未发生加快生长的进化,但数量型化学防御物质发生了遗传变化;降低的半纤维素和纤维素含量可能是对入侵地专性天敌缺乏做出进化响应的结果,提高的总酚含量有利于飞机草防御入侵地的广谱天敌。

美洲斑潜蝇的寄主选择与苦瓜对其化学防御的研究进展

美洲斑潜蝇是一种严重的检疫性害虫,寄主植物广泛,但其对不同寄主植物的选择性及不同植物对其生存的适合度存在明显的差异。苦瓜作为美洲斑潜蝇的非选择性寄主,其植株中含有的特异性次生化合物是防御美洲斑潜蝇危害的主导因素。主要对美洲斑潜蝇的寄主选择和苦瓜次生化合物对美洲斑潜蝇的化学防御进行综述。

后鳃亚纲软体动物化学防御物质研究进展

海洋后鳃亚纲软体动物(Opisthobranchia)属软体动物门(Mollusca)复足纲软体动物(Gastropoda),其成体体表的被壳或退化或完全消失。由于失去了物理保护,海洋后鳃亚纲软体动物的生存主要依赖于化学防御机制。大多数海洋后鳃亚纲软体动物通过选择适当的食物,并将其中有用的代谢物质经过进一步生物转化或积累到身体的特定部位作为化学防御性物质,以保护自己不受天敌的捕食;少数动物能够生物合成自身所需要的化学物质,从而建立其化学防御体系。显然,研究后鳃亚纲软体动物及其食源生物的化学组成,可以揭示它们之间的食物链关系,并进一步阐明这些化学物质的生态学作用。由于相同软体动物在食性上具有统一性,因此对其体内化学成分的分析也有助于其分类学的研究。同时,这种进化的化学防御体系为我们提供了一条从自然界寻找生物活性物质的新方法。基于以上原因,来自生态学、化学以及药理学等不同领域的科学家均对海洋后鳃亚纲软体动物表现出极大的兴趣,并对其进行了一系列研究;在过去的20多年中,发表了大量的相关论文。综述了海洋后鳃亚纲软体动物近5a来的研究概况,文章涵盖了所有研究的3个大的种群,旨在向读者介绍有关该类动物的化学研究情况,并据此讨论其可能的生态作用。

植物对昆虫的化学防御

植物对昆虫的化学防御康乐（中国科学院动物研究所，北京１０００８０）ＴＨＥＣＨＥＭＩＣＡＬＤＥＦＥＮＳＥＳＯＦＦＰＬＡＮＴＳＴＯＰＨＹＴＯＰＨＡＧＯＵＳＩＮＳＥＣＴＳＫａｎｇＬｅ（ＩｎｓｌｉｔｒｔｅｏｆＺｏｏｌｏｇｙ，ＡｃａｄｅｍｉａＳｉｎｉｃａＢｅｉ...

研制绿色杀虫剂的理论基础与研究现状——兼论植物对昆虫的化学防御

在长期的进化过程中 ,植物演化出了 3种防御昆虫侵害的化学防御方式 :(1)引起昆虫忌避和抑制其取食 ;(2 )影响昆虫对食物的消化和利用 ;(3)使昆虫中毒或死亡或延迟其生长发育 .植物含有的多种多样的化合物 (其中以次生性代谢物质为主 )可以通过影响昆虫的神经系统、呼吸系统、肌肉系统、消化系统、生殖系统与生长发育而达到杀灭害虫、保护自己的目的 .这是研制高效低毒新型杀虫剂———绿色杀虫剂的理论基础 .近年来对绿色杀虫剂的研制与开发越来越深入 ,并且取得了可喜的进展 .

生态生物化学(七):动物毒素及其防御作用

所有的动物在种内个体之间都需要有信息交流。营社会性生活的种类,不同个体之间必须进行频繁的信息交流才能协调彼此的活动;群居性种类也需要在觅食和御敌等方面交流信息,以保证种族的繁衍。即使是独居的种类,

果实(种子)化学防御与食果实动物的适应对策

种子植物在果实(种子)成熟后需要防御食果实动物捕食种子,同时要传播种子至适宜萌发的生境。很多植物依赖食果实动物传播种子,称动物传播植物。果实(种子)化学防御是抵御种子捕食者的重要手段。果实(种子)中次生物质包括各种生物碱、生氰糖苷、萜类和酚类等,种类繁多;次生物质的含量随果实成熟过程而变化。次生物质可以抵御动物的捕食,其毒性对种子传播者和种子捕食者没有选择性,即具泛毒性。果肉中的次生物质也可以起到轻泻剂的作用,缩短种子在动物消化道的滞留时间,以影响传播效率。果实(种子)次生物质的产生不受植物环境条件的影响,其产生与果实质量有关。在温带地区,通常SS型果实次生物质含量低,而FL型果实含量高。食果实动物可通过调整捕食行为、摄取环境中特殊物质和获得丰富营养等3个方面适应次生物质。果实(种子)中次生物质的研究对动植物相互作用、协同进化理论具有重要的意义。

植物对植食性动物的化学防御

植物次生代谢产物主要为萜类、酚类和含氮化合物。次生代谢产物通过对植食性动物的食物摄人、消化、代谢及生长繁殖的影响，或通过引诱植食性动物的天敌来抵御植食性动物的侵害。本文介绍了植物次生代谢产物对植食性动物化学防御的研究进展。

动物化学防御系统的组成及作用机制

化学防御系统是生物抵御环境中化学胁迫和维持内环境稳态的重要机制,由长期进化出的一系列基因家族、蛋白和相关反应通路组成。该系统的核心组分包括:(1)受体和配体激活转录因子,其负责感知有毒化合物;(2)生物转化酶,其通过氧化、还原和结合反应使有毒物质的毒性降低,增加亲水性,使化合物更易排出;(3)外排转运蛋白,其负责将外源物质或生物转化产生的代谢物排出细胞;(4)抗氧化酶,其作用是保护细胞免受外部和内部产生的活性氧或自由基的伤害。本综述对动物化学防御系统的组成及作用机制进行概述,为研究海洋无脊椎动物的化学防御系统提供参考。

昆虫体外化学防御的研究

近年来,一些昆虫体外化学防御物质在分类学、医药、工业越来越得到广泛的应用,文章主要对昆虫外分泌物及其应用等作了一些探讨。

β-防御素上皮组织天然的化学防御屏障

产生抗微生物肽 (antimicrobial peptide)是真核生物宿主防御的一个重要途径。防御素(defensins)是重要的一类抗微生物肽 ,包括四个亚家族 ,即植物防御素、昆虫防御素、α-防御素和β-防御素。其中β-防御素主要分布在脊椎动物的皮肤、粘膜等上皮组织 ,构成机体抵御微生物侵袭的第一道化学屏障 ,在组织烧伤等创伤感染中发挥重要作用。本文主要对β-防御素的结构、功能。

生物的化学防御及其协同进化

生物在生存竞争中,产生具有抑制或驱避、毒害作用的反抗物质进行化学防御,这是促进生物协同进化的一个重要因素。本文论述了植物与动物、植物与微生物以及动物与微生物间的化学防御及其协同进化的关系。